Calculo De Bombas
Enviado por MemoSeguel • 26 de Junio de 2013 • 2.860 Palabras (12 Páginas) • 448 Visitas
DISEÑO DEL SISTEMA DE TUBERÍAS Y CÁLCULO DE LAS BOMBAS
1. PRINCIPIOS PARA EL DISEÑO. TRAMOS DE TUBERÍA A CONSIDERAR
Para llevar a cabo el diseño de las tuberías que componen las distintas líneas de proceso
se dividirán éstas en tramos, cada uno de los cuales estará formado por la porción de línea
comprendida entre dos equipos consecutivos. De esta forma los diferentes aspectos a calcular
(diámetro óptimo de la conducción, pérdidas de carga, etc.) se evaluarán independientemente
para cada uno de estos tramos. La definición y descripción de los diferentes tramos de tubería se
realizará sobre el correspondiente diagrama de flujo, usándose para designar cada uno de ellos
los nombres de los equipos que constituyen su principio y su final.
2. DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO ÓPTIMO DE LA CONDUCCIÓN
Un aspecto muy importante a tener en cuenta para el diseño del sistema de tuberías
sistema es el de la velocidad que alcanza el fluido por el interior de las conducciones. Dicha
velocidad, en el caso de la circulación isoterma de fluidos incompresibles, viene determinada
por el caudal y el diámetro de la sección interna de la conducción, y para cada fluido tiene un
valor máximo que no debe ser sobrepasado, ya que de lo contrario puede producirse un
deterioro del producto por tratamiento mecánico inadecuado. Los valores aproximados que se
usan en la práctica dependen del tipo de fluido que se trate, pero los más corrientes se recogen
en la Tabla 1. Los valores de la tabla son los más corrientes en la práctica ordinaria, sin
embargo, en condiciones especiales, pueden requerirse velocidades que están fuera de los
intervalos indicados. Las velocidades pequeñas han de ser las más utilizadas, especialmente
cuando el flujo es por gravedad desde tanques elevados (McCabe et al., Operaciones Unitarias
en Ingeniería Química, 4ª Ed., McGraw-Hill, 1991).
Para la limpieza CIP, la velocidad de las soluciones detergentes o del líquido para el
aclarado, no debe ser menor de 1.5 m/s.
Así, para un caudal determinado del fluido a bombear, imponiendo la velocidad máxima
del mismo, se determina de forma inmediata el diámetro mínimo de la conducción. Deberá
escogerse, en cualquier caso, el diámetro normalizado inmediatamente superior a dicho valor
mínimo. Dicho valor es lo que se conoce como el diámetro óptimo de la conducción, pues
representa el menor coste posible, cumpliendo las exigencias en cuanto a la velocidad de
máxima de circulación del fluido por la misma.
3. CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA
El rozamiento de un fluido con las paredes de la tubería por la que circula provoca en el
mismo una caída de presión. Conocer el valor de esta caída de presión es necesario de cara al
cálculo de las bombas, pero también para comprobar que el diámetro elegido para la conducción
es suficiente, pues de ser éste muy pequeño la pérdida de carga que se produzca será muy
elevada. En este sentido se consideran valores razonables de caída de presión en una conducción
los siguientes (para caudales de 0 a 60 m3/h):
- Zona de aspiración de bombas: 0.40 kg/cm2 (0.39 bar)
- Zona de impulsión de bombas: 0.6 a 0.8 kg/cm2 (0.59 a 0.78 bar)
De esta forma, al realizar el cálculo de las pérdidas de carga, se procurará que, en la
medida de lo posible, no superen los valores anteriores. Si esto sucediere habrá de aumentarse el
diámetro de la conducción por encima del que recomienda la velocidad de circulación máxima
del fluido, de modo que la pérdida de carga disminuya. Sin embargo, en algunos casos, no será
posible incrementar dicho valor ya que éste se halla igualmente limitado por el diámetro de las
conexiones de los equipos (sobre el que ha de informar el fabricante).
Para calcular las pérdidas de carga en una conducción se suele utilizar la ecuación de
Fanning, que expresada en términos de altura es la siguiente:
donde:
H es la pérdida de carga en metros de columna de líquido (m.c.l.)
f es un coeficiente de fricción adimensional
L es la longitud de la tubería, m
d es el diámetro interior de la tubería, m
v es la velocidad del fluido, m/s
g es la aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)
El coeficiente de fricción "f" es función del tipo de flujo y se calcula del modo
siguiente:
- Si el flujo es laminar (Re ≤ 2000):
- Si el flujo es turbulento (Re ≥ 4000) o pertenece a la llamada zona de transición (2000 <Re
< 4000) se recurre a diagramas como el de Moody que expresa la relación entre "f", el
número de Reynolds (Re) y un parámetro conocido como rugosidad relativa de la
conducción,
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